3.1大气的组成与垂直分层课件2024-2025学年湘教版（2019）高中地理必修一

“星舰”原名“大型猎鹰火箭”，是美国太空探索技术公司研发的大型运载火箭系统。 星舰使用的燃料考虑到大气成分的影响，主要是液氧甲烷组合，在无氧环境中仍然可以正常使用，‌这种组合在燃烧时产生的废气中没有积碳，非常适合可回收的火箭使用‌。 星舰采用了一系列新技术，例如不锈钢材料、猛禽发动机的推力和控制等。不锈钢材料可以减少火箭的重量和制造成本，并且能够承受高低温、和高低压的环境。 2024年10月13日马斯克星舰第五次试飞 第三章第1节 大气的组成与垂直分层 课程标准 运用图表等资料，说明大气的组成与垂直分层，及其与生产和生活的联系 学科素养要求 1.区域认知：通过图表等资料，描述不同地区对流层的厚度差异，并解释不同纬度对流层厚度不一的原因。 2.综合思维：能在真实案例和问题情境中应用大气组成和大气垂直分层特点的知识，解释人类活动与大气现象的密切联系。 3.地理实践力：结合实际，说明大气成分的变化与生产生活的联系，分析原因，提出措施。 4.人地协调观：能够从人地关系的角度，理解大气环境与人类活动的相互影响关系。 一、大气的组成 星舰使用的燃料考虑到了大气成分的影响，主要是液氧甲烷组合，在无氧环境中仍然可以正常使用，这种组合在燃烧时产生的废气中没有积碳，非常适合可回收的火箭使用‌。 情境探究： 大气的概念？大气的成分？大气的影响？ 1、大气：是指包围地球的空气，是多种气体的混合物。 2、低层大气：主要是由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。 主要成分 作用 干洁空气 ________(N2) 地球生物体的___________ ________(O2) 人类和其他好氧生物维持___________所必需的物质 ________(CO2) 绿色植物进行__________的基本原料 对地面起着______作用 ________(O3) 保护生物免受过量_________的伤害 具有______作用 水汽 水汽可发生___、___、___三态的转化， 产生___、___、___、___等天气现象 杂质 作为_________，是成云致雨的必要条件之一 氮气 氧气 二氧化碳 臭氧 基本成分 生命活动 光合作用 保温 紫外线 杀菌 一、大气的组成 星舰使用的燃料考虑到了大气成分的影响，主要是液氧甲烷组合，在无氧环境中仍然 可以正常使用，这种组合在燃烧时产生的废气中没有积碳，非常适合可回收的火箭使用‌。 情境探究： 大气的概念？大气的成分？大气的影响？ 固 液 气 云 雾 雨 雪 凝结核 当大量的暖湿空气源源不断地输入，并且存在使空气降温的条件，如暴雨天气系统，使暖湿空气迅速抬升，上升的空气因膨胀做功消耗内能而冷却，当温度低于露点后，加上足够的凝结核的作用，水汽凝结成愈来愈大的云滴，云滴凝结增大，合并碰撞增大，相互吸引增大，上升气流不能浮托时，便造成降水。 情境探究： 充足的水汽 足够的凝结核 降温条件 降水的条件 一、大气的组成 干洁空气 水汽 固体杂质 N278% O2 其它 21% 地球大气的成分是地球经过漫长的演化形成的，大气成分并不是固定不变的，不同区域由于地理环境的变化，会导致大气成分的变化。 一、大气的组成 大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现，适当的缺氧环境有利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。昆明海埂体育训练基地海拔1888米，每年冬季国家体育运动集训队都会到达此地开展高原训练，以争取在比赛中取得更好成绩。 (1)这是为什么呢？ 情境探究： 海拔高，大气稀薄，大气含氧量较低，利用气压低的条件，来提高血液的供氧能力，进而激发运动员的运动潜力， 当运动员返回平原时，就会感到轻松，比赛成绩显著提高。 大气含氧量对人类的影响 一、大气的组成 情境探究：大气含氧量对人类的影响 不会， 随着海拔升高，氧气含量越来越低； 在更高海拔地区训练，含氧量过低，超过人体的最大耐受力，反而会使运动员的整体表现下降。 (2)如果国家体育集训队到更高的海拔训练是否会取得更好的效果，请说明理由。 大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现，适当的缺氧环境有利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。昆明海埂体育训练基地海拔1888米，每年冬季国家体育运动集训队都会到达此地开展高原训练，以争取在比赛中取得更好成绩。 一、大气的组成 20世纪80年代初，南极上空每年春季臭氧含量比之前有大幅度下降，并将这一现象称为“臭氧空洞”。当地居民出门需要涂防晒油，否则皮肤会被晒成鲜艳的粉红色，羊群患上白内障，鱼也多变成盲鱼。 自工业革命以来，全球大气二氧化碳浓度上升了120ppm(1ppm为百万分之一) 。2015年3月，全球大气二氧化碳平均浓度突破400ppm，这是有记录以来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。各种工业废气、汽车尾气的排放，又进一步导致酸雨、雾霾天气增多。 情境探究： 广泛使用冰箱、空调 氟氯烃含量增加 臭氧总量减少 人类活动 大量燃烧化石燃料 植被破坏 二氧化碳含量增加 加剧温室效应 人类健康 生存环境 社会发展 二氧化硫 固体尘埃增加 酸雨、雾霾 工业废气、汽车尾气 人类对大气成分的影响 一、大气的组成 ‌星舰第五次试飞的飞行高度达到了212公里。‌ 这次试飞中，星舰飞船（Ship 30）的亚轨道飞行轨迹与今年6月份第四次试飞的轨迹类似。 观察图示，星舰发射穿过了大气的哪些层? 每层又有什么不同？ 情境探究： 对流层 平流层 高层大气 二、大气的垂直分层 范围 低纬：_________ 中纬：_________ 高纬：_________ 夏季____ 冬季____ 气温特点 随高度的增加而_____ 大气运动状况 ______运动显著 与人类的关系 最为密切， _______现象复杂多变 观察对流层的地理事物，总结特征 17-18km 10-12km 8-9km 厚 薄 递减 对流 天气 二、大气的垂直分层 范围 自__________向上 至50-55km 气温特点 随高度的增加而_____ 大气运动状况 以 运动为主 与人类的关系 在15～35千米处形成_______，吸收大量_________；天气晴朗，利于飞机飞行 观察平流层的地理事物，总结特征 对流层顶 臭氧层 紫外线 上升 平流 二、大气的垂直分层 范围 __________以上 气温特点 随高度增加 先_____后_____ 与人类的关系 60～500千米的高空有若干 ，对无线电通信有重要作用 地理现象 出现______和______ 观察高层大气的地理事物,总结特征 平流层顶 降低 上升 电离层 极光 流星 如果马斯克的星舰在15千米的高空，从南极飞到北极会穿过大气层的哪一层？ 情境探究： 对流层顶 8～9KM 17~18KM 8～9KM 赤道 北极 南极 北极 南极 对流层 平流层 平流层 赤道 纬度与大气层厚度 ‌马斯克星舰发射一般在天气晴朗的秋季发射。我们国家的神舟系列火箭也主要是在秋冬季节发射。‌ 情境探究：天气与大气层厚度 为什么都选择在秋冬季节发射？ ②秋冬季节，天气条件优越，降水少，晴天多； ③秋冬季节，空气对流较弱，对流层薄，减少火箭升空过程中的对流颠簸，确保发射安全和跟踪的准确性。 ‌马斯克第五次星舰发射一分半钟后，如图可看见云层。同时，仪器显示温度开始升高。此时星舰最可能到达了哪一层？‌拍到星舰升空的飞机在哪一层？温度为什么会升高？ 情境探究： 平流层 原因：臭氧吸收太阳紫外线增温 平流层的特征 星舰发射六分钟后，高度达到75千米后，一级超重型火箭与星舰脱离，并返回被一对巨大的金属钳子(“筷子”)夹住。随后，星舰二级继续正常飞行，尽管过程中信号多次中断且机身摩擦受损，并在发射1小时5分钟左右，二级成功溅落在印度洋，圆满完成了预定任务。 火箭与星舰脱离在大气的哪一层？‌火箭返回时温度变化是怎样的？ 星舰为什么信号会中断？ 情境探究： 高层大气。 温度降低—升高—降低—升高。 因为高层大气中有电离层,能反射无线电波,影响无线电通信。 高层大气的特征 ‌马斯克的星舰项目至今已经进行了14次发射，其中9次失败。失败一次损失高达30亿美元。‌ 大气的组成与垂直分层 大气的垂直分层 大气的组成 干洁 空气 N2:生物体的基本成分 O2:生命活动必需物质CO2:光合、保温作用 O3:吸收紫外线 水汽 成云致雨的必要条件 保温作用 杂质 成云致雨的必要条件 (凝结核/水汽/降温条件) 大气的成分 大气的变化 人类对大气 大气对人类(含氧量) 臭氧空洞(氟利昂) 温室效应(温室气体) 酸雨(二氧化硫) 雾霾(固体尘埃) 对流层: ①高度因纬度、季节而异 ②气温随高度增加而递减 ③空气对流显著、天气现象复杂多变 平流层: ①对流层顶至50-55千米高空 ②气温随高度增加而上升 ③臭氧层，吸收紫外线 ④空气平流，适合航空飞行 高层大气: ①平流层顶以上 ②电离层，影响无线电通信 ③气温随高度增加先降低后上升 ④有极光和流星现象 巩固练习 【2022.上海高考】2022年4月16日9时，神舟返回舱在依次经过平流层和对流层的时候温度的变化，描述正确的是（   ） A．持续升高      B．先降低后升高 C．持续降低      D．先升高后降低 B 【2024.学考模拟】 2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。下图示意大气的垂直分层。读图完成1-2题。 1.嫦娥六号探测器飞离大气层前经历的气温变化过程是（ ) A.升高-降低-升高-降低 B.降低-不变-降低-升高 C.升高-降低-不变-降低 D.降低-升高-降低-升高 2.关于图中信息说法正确的是（ ） A.①层中的电离层有利于短波通信 B.①层与人类生活关系密切 C.②层大气对流强烈，有利于航空飞行 D.③层天气多变且大气的成分最复杂 巩固练习 D B 1.在图a中，符合图b示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是（   ） A.①  B.②  C.③  D.④ 巩固练习 【2023.广东高考】2019年5月28日，某科研团队利用往返式探空气球，在长沙观测站（28°07′N，112°17′E）收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息（图a）。图b为其中某一时刻对应的太阳光照示意图（阴影部分代表黑夜）。据此完成下面小题。 A 2.这次探测结果显示，白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多，是因为随高度增加（   ）A.CO2量减少     B.空气温度降低    C.大气越稀薄     D.人类干扰越小 C $$